Ultraschallgestützte Kaltwasserextraktion von Mogrosiden aus der Mönchsfrucht
- Der Extrakt der Mönchsfrucht (S. grosvenorii) und insbesondere sein Inhaltsstoff Mogrosid V werden als natürliche, kalorienfreie Süßungsmittel verwendet.
Mogroside. - Die Ultraschallextraktion ist ein einfaches, schnelles, reproduzierbares und zuverlässiges Extraktionsverfahren, das erfolgreich zur Herstellung eines natürlichen, kalorienfreien Süßungsmittels aus der Mönchsfrucht eingesetzt wird.
- Die Ultraschallextraktion kann mit Wasser oder Lösungsmitteln wie Ethanol oder Methanol durchgeführt werden. Die Wasserextraktion ist ein umweltfreundliches Verfahren, mit dem sich hochwertige Mogrosidextrakte herstellen lassen.
Mogroside als Süßungsmittel
Chemische Struktur von Mogrosid V [/caption]Die Mönchsfrucht enthält Triterpenoide vom Cucurbitan-Typ, die als Mogroside bekannt sind. Besonders Mogrosid V hat Aufmerksamkeit erlangt, da es eine 100–250-mal höhere Süßkraft als herkömmlicher Zucker besitzt und dabei keine Kalorien enthält. Daher ist Mönchsfruchtextrakt heute ein beliebtes natürliches, kalorienfreies Süßungsmittel. Seine süß schmeckenden Mogroside weisen verschiedene gesundheitsfördernde Eigenschaften auf, darunter antioxidative und entzündungshemmende Wirkungen, die ihren Verzehr in vielerlei Hinsicht vorteilhaft machen.
SonoStation – ein Ultraschallsystem mit 2 Ultraschallgeräten mit jeweils 2 kW, Rührbehälter und Pumpe – ist ein benutzerfreundliches System für die Extraktion.
Ultraschallextraktion von Mogrosiden aus der Mönchsfrucht
Die Ultraschallextraktion ist dafür bekannt, Extraktionsprozesse durch das Öffnen von Zellstrukturen und die Verbesserung des Stofftransports zu intensivieren. Mogrosidextrakte lassen sich unter Verwendung von Wasser oder verschiedenen wässrigen Lösungen als Lösungsmittel sehr effizient aus dem Fruchtrohstoff gewinnen. Die Beschallung ist eine schonende, nichtthermische Behandlung, die mit einer Kaltwasserextraktion kombiniert werden kann, um Mönchsfruchtextrakte höchster Qualität herzustellen. Die schonende Prozesstemperatur und der Verzicht auf aggressive Lösungsmittel verhindern einen thermischen und chemischen Abbau der Mogroside.
Die Beschallung lässt sich jedoch mit einer Vielzahl von Extraktionsmedien durchführen. Lesen Sie mehr über den Einsatz von Lösungsmitteln bei der Ultraschallextraktion aus Pflanzen!
So zeigte beispielsweise eine Fallstudie von Luo et al. 2016, dass die ultraschallgestützte Fest-Flüssig-Extraktion von Mogrosiden in Methanol/Wasser (80:20 v/v) optimale Ergebnisse liefert und zugleich einfach durchzuführen, kostengünstig und sehr gut reproduzierbar ist.
Warum Ultraschall für die Extraktion aus der Mönchsfrucht?
Die Ultraschallextraktion mit einer Sonotrode ist ein hochwirksames Verfahren zur Gewinnung von Mogrosiden aus der Mönchsfrucht (Siraitia grosvenorii), einem natürlichen Süßungsmittel, das für seine intensive Süße ohne Kalorien bekannt ist. Hier sind einige wichtige Aspekte dieses Extraktionsverfahrens:
Prinzip der Ultraschallextraktion: Bei der Ultraschallextraktion mit einer Sonotrode wird Ultraschall hoher Intensität eingesetzt, um Kavitation in einem Lösungsmittel zu erzeugen. Durch die schnelle Bildung und den Kollaps dieser Blasen entstehen lokal starke Kräfte, die die Zellwände oder das Pflanzenmaterial aufbrechen und den Stofftransport fördern. Dadurch wird die Freisetzung von Mogrosiden in das Lösungsmittel erleichtert.
Temperaturkontrolle: Die Überwachung und Regelung der Temperatur während der Ultraschallextraktion ist unerlässlich. Erhöhte Temperaturen können zum Abbau von Mogrosiden führen und dadurch die Qualität des Extrakts beeinträchtigen.
Lesen Sie mehr über die Temperaturkontrolle während der Beschallung!
- höhere Ausbeute
- höhere Qualität
- nichtthermische Kaltextraktion
- lösungsmittelfrei
- verkürzte Extraktionszeit
- Prozessintensivierung
- Nachrüstung möglich
- umweltfreundliche Extraktion
Ultraschallgerät UP200Ht für die Extraktion aus der Mönchsfrucht
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Hielscher Ultrasonics bietet leistungsstarke, kompakte Ultraschallextraktoren für das Labor, mittelgroße Tischgeräte und industrielle Ultraschallextraktoren, die im 24/7-Dauerbetrieb unter Volllast betrieben werden können. Je nach Rohstoff und Prozessvolumen bieten wir Ihnen ein Ultraschallextraktionssystem, das Ihren Anforderungen entspricht. Sie können zwischen chargenweiser und kontinuierlicher Extraktion wählen. Eine spätere Maßstabsvergrößerung auf höhere Prozesskapazitäten ist problemlos möglich, da Ultraschallprozesse linear skalierbar sind.
Die Ultraschallgeräte von Hielscher für Pilotanlagen und Industrie liefern zuverlässig sehr hohe Amplituden. Damit lassen sich Amplituden von bis zu 200 µm zuverlässig und kontinuierlich im 24/7-Betrieb realisieren. Für noch höhere Amplituden sind kundenspezifische Ultraschallsonotroden erhältlich. Die Robustheit der Ultraschallgeräte von Hielscher ermöglicht den Betrieb unter hoher Belastung und in anspruchsvollen Umgebungen.
Als Hersteller mit langjähriger Erfahrung im Bau von Hochleistungs-Ultraschallextraktoren ist Hielscher Ihr zuverlässiger Partner für anspruchsvolle Extraktionsaufgaben. Wir beraten und unterstützen unsere Kunden mit unserem Fachwissen und begleiten sie von Machbarkeitstests bis zur industriellen Installation.
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Die folgende Tabelle gibt Ihnen einen Überblick über die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallgeräte:
| Chargenvolumen | Volumenstrom | Empfohlene Geräte |
|---|---|---|
| 10 bis 2000 mL | 20 bis 400 mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 bis 20 L | 0,2 bis 4 L/min | UIP2000hdT |
| 10 bis 100 L | 2 bis 10 L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 bis 100 L/min | UIP16000 |
| n.a. | höher | Verbund aus UIP16000 |
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Ultraschall-Durchflussreaktoren sind bei der Extraktion aus Pflanzen hocheffizient
- Hochwertige Extrakte
- Vollständigere Extraktion
- Hohe Extraktionsrate
- Einsatz verschiedener Lösungsmittel
- Nicht toxisch
- Nichtthermisches (kaltes) Verfahren
- Schneller Extraktionsprozess
- Sicher und einfach zu bedienen
- Lineare Skalierbarkeit
Literatur/Quellen
- Jing Liu, Can Liu, Yonghai Rong, Long Rong (2012): Extraktion von Mogrosid und Limonin mit verschiedenen Extraktionsverfahren und deren Modellierung. International Journal of Food Engineering, Band 8, Ausgabe 2. 1556-3758.
- Luo Z., Shi H., Zhang K., Qin X., Guo Y., Ma X. (2016): Liquid chromatography with tandem mass spectrometry method for the simultaneous determination of multiple sweet mogrosides in the fruits of Siraitia grosvenorii and its marketed sweeteners. J Sep Sci. November 2016;39(21):4124–4135.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Chargenweise und kontinuierliche ultraschallgestützte Extraktion von Boldoblättern (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750–5764.
- Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk(2019): Verbesserung der Bioverfügbarkeit von Salbei und Minze durch Ultraschallextraktion. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122–135.
- Fooladi, Hamed; Mortazavi, Seyyed Ali; Rajaei, Ahmad; Elhami Rad, Amir Hossein; Salar Bashi, Davoud; Savabi Sani Kargar, Samira (2013): Optimierung der Extraktion phenolischer Verbindungen aus Jujube (Ziziphus Jujube) mittels ultraschallgestützter Extraktion.
Wissenswertes
Was ist die Mönchsfrucht?
Die Früchte von Siraitia grosvenorii (Swingle), einer krautigen Kletterpflanze, die auch als Luo Han Guo, Buddhafrucht oder Frucht der Langlebigkeit bekannt ist, sind in weiten Teilen Asiens verbreitet. Dort wird die Pflanze als Heilpflanze zur Behandlung von Husten, Halsschmerzen und Verstopfung geschätzt. In der westlichen Welt sind Mönchsfruchtextrakte als kalorienfreie Süßungsmittel für Lebensmittel und Getränke sehr beliebt geworden.
Die Hauptbestandteile von Rohextrakten der Luo-Han-Guo-Frucht sind Cucurbitanglykoside (bekannt als Mogroside, insbesondere die Mogroside II, III, IV, V und VI) sowie Flavonoide und Melanoidine.
Mogroside sind Triterpenoidglykoside vom Cucurbitan-Typ, die für den intensiv süßen Geschmack verantwortlich sind. Die Glykoside der Mönchsfrucht setzen sich aus verschiedenen Mogrosiden zusammen. Mogrosid V ist der wichtigste süßende Bestandteil der Frucht und kommt in S. grosvenorii in relativ hohen Mengen (0,50%) vor. Der reine Mogrosid-V-Extrakt ist bei gleicher Konzentration etwa 250–450-mal süßer als Saccharose (Haushaltszucker).
Mönchsfruchtextrakt, der mit Wasser als Lösungsmittel isoliert wurde, ist etwa 150-mal süßer als Saccharose und bleibt Berichten zufolge selbst dann stabil, wenn er 5 h in Wasser gekocht wird.
Untersuchungen haben gezeigt, dass Mogrosid V als Antioxidans wirkt, das reaktive Sauerstoffspezies (ROS) abfangen kann und dadurch DNA-Schäden verhindert. Diese vielfältigen Eigenschaften der Mogroside aus der Mönchsfrucht machen den Extrakt zu einem hochgeschätzten Produkt. Die ultraschallgestützte Extraktion wurde erfolgreich eingesetzt, um Mogrosid V aus S. grosvenorii (Mönchsfrucht) für die Verwendung in Lebensmitteln und Getränken sowie in medizinischen Produkten zu extrahieren und zu isolieren.
Welche Wirkstoffe enthält die Mönchsfrucht?
Die Mönchsfrucht (Siraitia grosvenorii), auch als Luo Han Guo bekannt, enthält mehrere Wirkstoffe, wobei die Mogroside die wichtigsten sind. Zu den wesentlichen Wirkstoffen gehören:
- Mogroside: Dies ist eine Gruppe von Triterpenglykosiden, die die wichtigsten süßenden Verbindungen der Mönchsfrucht bilden. Besonders hervorzuheben ist Mogrosid V, das am häufigsten vorkommende und süßeste Mogrosid.
- Vitamine: Die Mönchsfrucht enthält Vitamin C und mehrere B-Vitamine.
- Aminosäuren: Sie enthält verschiedene Aminosäuren, die zu ihrem Nährstoffprofil beitragen.
- Antioxidantien: Die Mönchsfrucht ist reich an Antioxidantien, die helfen, oxidativen Stress im Körper zu bekämpfen.
- Polysaccharide: Diese tragen zu den allgemeinen gesundheitlichen Vorteilen der Frucht bei, einschließlich möglicher immunstärkender Eigenschaften.
Die Mogroside, insbesondere Mogrosid V, sind für die intensive Süße der Mönchsfrucht verantwortlich, die bis zu 250-mal süßer als Saccharose (Haushaltszucker) sein kann, dabei aber keine Kalorien enthält.
Lässt die Mönchsfrucht den Blutzuckerspiegel stark ansteigen?
Süßungsmittel aus der Mönchsfrucht gelten allgemein als insulinneutral, das heißt, sie verursachen keinen starken Anstieg des Insulinspiegels.
Keine Kalorien und keine Kohlenhydrate: Süßungsmittel aus der Mönchsfrucht enthalten weder Kalorien noch Kohlenhydrate und erhöhen daher den Blutzuckerspiegel nicht.
Mogroside: Die süßen Verbindungen in der Mönchsfrucht, vor allem Mogrosid V, werden anders verstoffwechselt als Zucker und haben nicht dieselben Auswirkungen auf den Blutzucker- und Insulinspiegel.
Studien und Forschung: Untersuchungen haben gezeigt, dass Mönchsfruchtextrakt den Blutzucker- oder Insulinspiegel nicht signifikant beeinflusst. Dadurch eignet er sich als Süßungsmittel für Menschen mit Diabetes oder für diejenigen, die ihren Blutzuckerspiegel regulieren möchten.
Obwohl die individuelle Reaktion auf Süßungsmittel unterschiedlich ausfallen kann, deuten die vorliegenden Erkenntnisse darauf hin, dass Süßungsmittel aus der Mönchsfrucht keinen starken Insulinanstieg verursachen und eine sichere Alternative für Menschen sind, die auf ihre Blutzuckerkontrolle achten.